拜占庭问题&CAP理论 | 青训营笔记

这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 13 天

拜占庭将军问题

两支军队的将军只能派信使穿越地方领土互相吐信，以此约定进攻时间。该问题求解如何在两名将军派出的任何信使都可能被俘虏的情况下，就进攻时间达成共识。

结论是，拜占庭将军问题是被正式无解的电脑通信问题，两支军队理论上永远无法达成共识。

一：同时发送N个信使，任意一个达到对方军队，都算成功。

二：设置超时时间，发送后未在一定时间返回，则加派信使。

共识与消息传递的不同：即使保证了消息传递的成功，也不能保证达成共识。

TCP三次握手是在两个方向确认包的序列号，增加了超时重试，是拜占庭将军问题的一个工程解。

结论：当有3m+1个将军，其中m个“叛徒”时，可以增加m轮协商，最终达成一致。

客户端A读到x=0，当客户端C正在写入时，客户端A和B可能读到0或1,。但是当C写入完成后，A和B最终能读到一致的数据。我们称这样的一致性为最终一致性。

当客户端A读到更新的版本x=1后，及时将消息同步给其他客户端，这样其他客户端立即能获取到x=1.我们称这样的一致性为线性一致性。

如果要保证线性一致性，多个节点间势必需要进行协商，以寻求一致。这样增加了延迟，系统可用性便会受损。

C指一致性，值数据在多个副本之间能够保持一致的特性。

A指可用性，值系统提供的服务必须一直处于可用的状态，每次请求都能获取到非错的响应。但是不保证获取的数据为最新数据。

P指分区容错性。分布式系统在遇到任何网络分区故障的时候，仍然能够对外提供满足一致性和可用性的服务，除非整个网络环境都发生了故障。

CAP理论通常运用于数据库领域，同样可以适用于分布式存储方向。

CA：放弃分区容错性，加强一致性和可用性，其实就是传统的单机数据库的选择

AP：放弃一致性（强一致性），追求分区容错性和可用性，例如一些注重用户体验的系统。

CP：放弃可用性，追求一致性和分区容错性，例如与钱财安全相关的系统。